CN110843750B - 控制车辆制动系统的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种控制制动系统的车轮制动器处的流体压力的方法。所述方法包括：(a)提供在自动制动事件期间能够将流体压力输送至车轮制动器的制动系统，其中，所述制动系统包括制动踏板和传感器，所述传感器用于在向所述制动踏板施加力时感测驾驶员的制动意图；(b)在自动制动事件期间以预定压力控制所述车轮制动器处的流体压力，其中，所述传感器检测到不存在所述制动踏板的下压；(c)当所述传感器检测到所述制动踏板的下压时，取消所述自动制动事件；和(d)在步骤(c)之后，当驾驶员要求的压力小于所述预定压力时，在所述传感器感测到所述制动踏板被下压之后，所述制动系统进入切换程序，以维持所述车轮制动器处的所述预定压力。

Description

控制车辆制动系统的方法

技术领域

本发明总体涉及车辆制动系统。车辆通常利用液压制动系统减速和停止。这些系统的复杂程度各不相同，但基础制动系统通常包括制动踏板、串联主缸、布置在两条相似但独立的制动回路中的流体管道、以及每条回路中的车轮制动器。车辆驾驶员操作连接到主缸的制动踏板。当踩下制动踏板时，主缸通过加压制动流体在两条制动回路中产生液压力。加压流体在两条回路中行进通过流体管道，以致动车轮处的制动缸使车辆减速。

背景技术

基础制动系统通常使用制动助力器，其向主缸提供力，该力辅助由驾驶员产生的踏板力。助力器可以是真空或液压操作的。典型的液压助力器感测制动踏板的运动并产生引入到主缸中的加压流体。来自助力器的流体辅助作用在主缸的活塞上的踏板力，该踏板力在管道中产生与车轮制动器流体连通的加压流体。因此，主缸产生的压力增加。液压助力器通常位于主缸活塞附近并使用增压阀来控制施加到助力器的加压流体。

在不利条件下以受控方式制动车辆需要驾驶员精确地施加制动。在这些条件下，驾驶员能够轻易地施加过大的制动压力，从而致使一个或多个车轮锁定，这导致车轮与路面之间过度滑移。这种车轮锁定状态会导致产生更长的制动距离以及失去方向控制的可能性。

制动技术的进步已导致防抱死制动系统(ABS)的引入。ABS系统监测车轮旋转行为并选择性地施加和减轻对应的车轮制动器中的制动压力，以为了将车轮速度保持在选定的滑移范围内以实现最大制动力。虽然该系统通常适于控制车辆的每个带制动器的车轮的制动，但是已经开发了一些系统用于控制多个带制动器的车轮的仅仅一部分的制动。

发明内容

包括作功阀(apply valve)和泄放阀的电子控制ABS阀位于主缸和车轮制动器之间。ABS阀调节主缸和车轮制动器之间的压力。通常，当被致动时，这些ABS阀以三种压力控制模式运行：压力施加、压力泄放和压力保持。作功阀在施加模式期间允许加压的制动流体进入车轮制动器中的相应一个以增加压力，泄放阀在泄放模式期间从其相关的车轮制动器释放制动流体。在保持模式期间，通过关闭作功阀和泄放阀两者而使车轮制动压力保持恒定。

为了在保持车辆稳定性的同时获得最大制动力，期望在前轴和后轴的车轮处实现最佳滑移水平。在车辆减速期间，前轴和后轴需要不同的制动力以达到期望的滑移水平。因此，制动压力应该在前制动器和后制动器之间成比例，以在每根轴处实现最高的制动力。具有这种能力的ABS系统(也称为动态后方比例控制(DRP)系统)使用ABS阀分别控制前轮和后轮上的制动压力，以在当前条件下动态地实现前轴和后轴处的最佳制动性能。

制动技术的进一步发展已导致牵引力控制(TC)系统的引入。通常，阀已被添加到现有ABS系统中以提供制动系统，该制动系统在加速期间控制车轮速度。车辆加速期间车轮速度过快会导致车轮滑移和牵引力下降。电子控制系统感测到这种情况并自动将制动压力施加到滑移轮的轮缸上，以减少滑移并增加可用的牵引力。为了实现最佳的车辆加速度，即使主缸未被驾驶员致动，加压的制动流体也可用于轮缸。

在诸如转弯的车辆运动期间，产生会降低车辆稳定性的动态力。车辆稳定性控制(VSC)制动系统通过选择性的制动器致动来抵消这些力，从而提高车辆的稳定性。由传感器检测这些力和其他车辆参数，该传感器向电子控制单元发送信号。电子控制单元自动操作压力控制装置，以调节施加到特定单个车轮制动器的液压量。为了获得最佳的车辆稳定性，必须始终能够快速获得大于主缸压力的制动压力。

制动系统还可以用于再生制动，以回收能量。在再生制动中使用电动机/发电机的电磁力将一部分制动扭矩提供给车辆，以满足车辆的制动需求。制动系统中的控制模块与动力系控制模块通信，以在再生制动期间提供协调制动以及为车轮锁定和滑行状况提供制动。例如，当车辆的操作者在再生制动期间开始制动时，电动机/发电机的电磁铁能量将用于向车辆施加制动扭矩(即，用于向动力系提供扭矩的电磁阻力)。如果确定不再存在足够量的存储装置来存储从再生制动中回收的能量，或者如果再生制动不能满足操作者的要求，则将启动液压制动以完成操作者需要的全部或部分制动动作。优选地，液压制动以再生制动混合方式操作，使得在电磁制动停止的情况下有效且不明显地介入混合模式。期望车辆运动平滑过渡变化成液压制动，使得车辆驾驶员不会注意到该变化。

制动系统还可以包括自动制动能力，例如自适应巡航控制(ACC)。在自动制动事件期间，各种传感器和系统监视车辆前方的交通状况并且根据需要自动致动制动系统以使车辆减速。自动制动可以被构造为快速响应以避免紧急情况。制动系统可以在驾驶员不踩下制动踏板的情况下启动，或者即使驾驶员未能对制动踏板施加足够的压力也可以致动。

附图说明

图1是示出了制动系统的第一实施例的示意图。

图2是示出了图1的制动系统的柱塞组件的放大示意图。

图3是制动系统中的制动事件的各种特性的图形表示，其中驾驶员制动请求小于来自自动制动事件的制动请求并且未使用切换策略，从而导致令人不安的减速损失；

图3A是图3的图形表示，其中去除了黑色背景；

图4是例如图1和图2中所示的制动系统的制动事件的各种特征的图形表示，其中驾驶员请求比自动制动事件传递的车辆减速度更大的车辆减速度；

图4A是图4的图形表示，其中去除了黑色背景；

图5是例如图1和2中所的示制动系统的制动事件的各种特性的图形表示，其中在ACC控制被取消后，驾驶员制动压力不超过系统压力；

图5A是图5的图形表示，其中去除了黑色背景；

图6是压力释放策略的第一控制方法的图形表示；

图7是压力释放策略的第二控制方法的图形表示；

图8是压力释放策略的第三控制方法的图形表示；

图9是压力释放策略的第四控制方法的图形表示。

具体实施方式

现在参照附图，在图1中示意性地示出了总体上用10表示的车辆制动系统的第一实施例。制动系统10是液压制动系统，其中来自一源头的流体压力被操作成施加用于制动系统10的制动压力。制动系统10可以适用于地面车辆，例如具有四个车轮的机动车辆。此外，制动系统10可以设置有其他制动功能，例如防抱死制动(ABS)和其他滑移控制特征，以有效地制动车辆，如下所述。在制动系统10的所示实施例中，存在四个车轮制动器12a、12b、12c和12d。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以具有通过施加加压的制动流体而操作的任何合适的车轮制动结构。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以包括例如安装在车辆上的制动钳，以接合与车辆车轮一起旋转的摩擦元件(例如制动盘)，从而实现相关车轮的制动。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以与安装有制动系统10的车辆的前轮和后轮的任何组合相关联。示出了对角分离制动系统，使得车轮制动器12a与左后轮相联，车轮制动器12b与右前轮相联，车轮制动器12c与左前轮相联，而车轮制动器12d与右后轮相关联。替代地，对于竖直分离系统来说，车轮制动器12a和12b可以与前轮相联，而车轮制动器12c和12d可以与后轮相联。

制动系统10包括总体上用14表示的制动踏板单元、踏板模拟器16、总体上用18表示的柱塞组件、以及储存器20。储存器20存储且保持用于制动系统10的液压流体。储存器20内的流体优选地保持在大气压处或大气压左右，但如果需要可以储存处于其他压力的流体。制动系统10可以包括用于检测储存器20的液位的液位传感器(未示出)。注意的是，在图1的示意图中，管道线路可以非专门通向储存器20但可以是由管道终点表示并用T1、T2或T3标记，所述T1、T2或T3表示这些不同的管道连接到储存器20的一个或多个罐或部分。替代地，储存器20可包括多个单独的壳体。如将在下文详细讨论那样，制动系统10的柱塞组件18用作压力源，以在典型或正常制动应用期间向车轮制动器12a、12b、12c和12d提供所需的压力水平。来自车轮制动器12a、12b、12c和12d的流体可以返回到柱塞组件18和/或转移到储存器20。

制动系统10包括电子控制单元(ECU)22。ECU 22可包括微处理器。ECU 22接收各种信号、处理信号、并响应于所接收到的信号控制制动系统10的各种电气部件的操作。ECU 22可以连接到各种传感器，例如压力传感器、行程传感器、开关、车轮速度传感器、和转向角传感器。ECU 22还可以连接到外部模块(未示出)，用于接收与车辆的偏航速率、横向加速度、纵向加速度相关的信息，例如用于在车辆稳定性操作期间控制制动系统10。另外，ECU 22可以连接到仪表组，用于收集和提供与警告指示器有关的信息，所述警告指示器例如为ABS警告灯、制动液位警告灯、和牵引力控制/车辆稳定性控制指示灯。

制动系统10还包括第一和第二隔离阀30和32。隔离阀30和32可以是电磁致动的三通阀。隔离阀30和32通常可操作到两个位置，如图1中示意性所示。第一和第二隔离阀30和32均具有与输出管道34选择性流体连通的端口，该输出管道34通常与柱塞组件18的输出部连通，如下所述。第一和第二隔离阀30和32还包括当第一和第二隔离阀30和32未被通电激励时分别与管道36和38选择性流体连通的端口，如图1所示。第一和第二隔离阀30和32还包括分别与管道40和42流体连通的端口，所述管道40和42为车轮制动器12a、12b、12c和12d提供流体或提供来自车轮制动器12a、12b、12c和12d的流体。

在一个优选实施例中，第一和/或第二隔离阀30和32可以机械设计成使得允许在第一和/或第二隔离阀30和32处于断电位置时在相反方向上(分别从管道34到管道36和38)流动并且可以绕过隔离阀阀30和32的常闭阀座。因此，虽然没有示意性地示出三通阀30和32以指示该流体流动位置，但是应注意阀设计可以允许这种流体流动。这对于执行制动系统10的自诊断测试可以有所帮助。

该系统10还包括各种电磁致动阀(滑移控制阀装置)，用于允许受控制动操作，例如ABS、牵引力控制、车辆稳定性控制、和再生制动混合。第一组阀包括与管道40流体连通的第一作功阀50和第一泄放阀52，用于将从第一隔离阀30接收到的流体协同地供应到车轮制动器12a并且用于将来自车轮制动器12a的加压流体协同地释放到与储存器20流体连通的储存器管道53中。第二组阀包括与管道40流体连通的第二作功阀54和第二泄放阀56，用于将从第一隔离阀30接收到的流体协同供应到车轮制动器12b并用于将来自车轮制动器12b的加压流体协同释放到储存器管道53。第三组阀包括与管道42流体连通的第三作功阀58和第三泄放阀60，用于将从第二隔离阀32接收到的流体协同地供应到车轮制动器12c并且用于将来自车轮制动器12c的加压流体协同释放到储存器管道53。第四组阀包括与管道42流体连通的第四作功阀62和第四释放阀64，用于将从第二隔离阀32接收到的流体供应到车轮制动器12d并且用于将来自车轮制动器12d的加压流体协同释放到储存器管道53。注意的是，在正常制动事件中，流体流过断电打开的作功阀50、54、58和62。另外，泄放阀52、56、60和64优选地处于它们的断电关闭位置，以防止流体流入储存器20中。

制动踏板单元14连接到制动踏板70并且当驾驶员踩压制动踏板70时由车辆驾驶员致动。制动传感器或开关72可以连接到ECU 22，以提供表示制动踏板70下压的信号。如下所述，制动踏板单元14可以用作加压流体的备用源，以在制动系统10确定失效情况下基本上替换来自柱塞组件18的正常供应的加压流体源。制动踏板单元14可以将管道36和38中的加压流体(在正常制动施加期间通常在第一和第二隔离阀30和32处关闭)根据需要供给至车轮制动器12a、12b、12c和12d。

制动踏板单元14包括壳体，该壳体具有形成在其中的多级孔80，用于在其中可滑动地接收各种圆柱形活塞和其他部件。壳体可以形成为单个单元或者包括联接在一起的两个或更多个单独形成的部分。输入活塞82、主活塞84、和辅助活塞86可滑动地设置在孔80内。输入活塞82通过连杆臂76与制动踏板70连接。输入活塞82、主活塞84以及辅助活塞86的向左移动可以在某些条件下分别引起输入室92、主室94和辅助室96内的压力增加。制动踏板单元14的各种密封件以及壳体的结构和活塞82、84和86限定了室92、94和96。例如，输入室92大体限定在输入活塞82和主活塞84之间。主室94大体限定在主活塞84和辅助活塞86之间。辅助室96大体限定在辅助活塞86和由孔80形成的壳体的端壁之间。

输入室92经由管道100与踏板模拟器16流体连通，其原因将在下文说明。输入活塞82可滑动地设置在制动踏板单元14的壳体的孔80中。输入活塞82的外壁与安装在形成于壳体中的槽中的唇形密封件102和密封件104接合。通道106(或多条通道)形成穿过活塞82的壁。如图1所示，当制动踏板单元14处于其休止位置时(驾驶员没有踩下制动踏板70)，通道106位于唇形密封件102和密封件104之间。在休止位置中，通道106允许输入室92和储存器20之间通过管道108流体连通。如图1所示，输入活塞82的充分向左运动将使通道106移动通过唇形密封件102，从而防止流体从输入室92流入管道108和储存器20中。输入活塞82的进一步向左移动将对输入室92加压，从而使流体经由管道100流入踏板模拟器16。当流体被转移到踏板模拟器16中时，踏板模拟器16内的模拟室110将膨胀，从而引起活塞112在踏板模拟器16内的运动。活塞112的运动会压缩弹簧组件，该弹簧组件示意性地表示为弹簧114。弹簧114的压缩为车辆驾驶员提供反馈力，这模拟例如在传统真空辅助液压制动系统中在制动踏板70处驾驶员感觉到的力。根据需要，踏板模拟器16的弹簧114可包括任何数量和类型的弹簧构件。例如，弹簧114可包括低速率和高速率弹簧元件的组合，以提供非线性力反馈。模拟室110与管道100流体连通，该管道100与输入室92流体连通。电磁致动的模拟器阀116定位在管道100内，以选择性地防止流体从输入室92流到模拟室中，例如在制动踏板单元14用于向车轮制动器提供加压流体源的故障状态期间。与限流孔120平行的止回阀118可以与管道100一起定位。踏板模拟器16的弹簧114可以容纳在与储存器20(T1)流体连通的非加压室122内。

如上所述，制动踏板单元14的输入室92通过管道108和形成在输入活塞82中的通道106而选择性地与储存器20流体连通。制动系统10可包括位于管道108内的可选的模拟器测试阀130。可以在打开位置(如图1所示)和动力关闭位置之间电子地控制该模拟器测试阀130。在正常的增压制动应用或针对手动推动模式期间不必须地需要模拟器测试阀130。在各种测试模式期间模拟器测试阀130可以被通电激励到关闭位置，以确定制动系统10的其他部件的正确操作。例如，模拟器测试阀130可以被通电激励到关闭位置以防止经由管道108泄放到储存器20，使得制动踏板单元14中积聚的压力可用于监测流体流动，以确定通过制动系统10的各种部件的密封件是否可能发生泄漏。

制动踏板单元14的主室94经由管道38与第二隔离阀32流体连通。主活塞84可滑动地设置在制动踏板单元14的壳体的孔80中。主活塞84的外壁与安装在形成于壳体中的槽中的唇形密封件132和密封件134接合。一条或多条通道136穿过主活塞84的壁而形成。当主活塞84处于其休止位置时，通道136位于唇形密封件132和密封件134之间，如图1所示。注意的是，在休止位置中，唇形密封件132恰好位于通道136的略微左侧，从而允许主室94和储存器20之间流体连通。

制动踏板单元14的辅助室96经由管道36与第一隔离阀30流体连通。辅助活塞86可滑动地设置在制动踏板单元14的壳体的孔80中。辅助活塞86的外壁与安装在形成于壳体中的槽中的唇形密封件140和密封件142接合。一条或多条通道144穿过辅助活塞86壁而形成。如图1所示，当辅助活塞86处于其休止位置时，通道144位于唇形密封件140和密封件142之间。注意的是，在休止位置中，唇形密封件140恰好位于通道144的略微左侧，从而允许辅助室96和储存器20(T2)之间流体连通。

如果需要，主活塞84和辅助活塞86可以机械连接，并且主活塞84和辅助活塞86之间存在受限制的运动。主活塞84和辅助活塞86的机械连接防止主活塞84和辅助活塞86之间出现大间隙或距离，并且防止必须在相对长的距离上推进主活塞84和辅助活塞86而同时在非故障回路中没有任何压力增加。例如，如果制动系统10处于手动推动模式并且在相对于辅助活塞86的输出回路中(例如在管道36中)存在流体压力损失，则辅助活塞86将由于主室94内的压力而被沿着向左的方向推动或偏压。如果主活塞84和辅助活塞86没有连接在一起，则辅助活塞86将自由地行进到其进一步的最左侧位置，如图1所示，并且驾驶员必须将踏板70下压一段距离以补偿该行程损失。然而，因为主活塞84和辅助活塞86连接在一起，所以辅助活塞86被防止了产生这种运动，并且在这种类型的故障中发生相对较小的行程损失。可以使用主活塞84和辅助活塞86之间的任何合适的机械连接。例如，如图1示意性所示，辅助活塞86的右手端可包括向外延伸的凸缘，该凸缘延伸到形成在主活塞84的内壁中的槽中。槽的宽度大于凸缘的宽度，从而提供主活塞84和辅助活塞86之间相对于彼此的较小行程。

制动踏板单元14可包括通常设置在输入活塞82和主活塞84之间的输入弹簧150。另外，制动踏板单元14可包括设置在主活塞84和辅助活塞86之间的主弹簧(未示出)。可以包括辅助弹簧152并将其设置在辅助活塞86和孔80的底壁之间。输入弹簧、主弹簧和辅助弹簧可以具有任何合适的构造，例如笼式弹簧组件，用于沿着远离彼此的方向偏压活塞并且还将活塞适当地定位在制动踏板单元14的壳体内。

制动系统10还可包括与管道36流体连通的压力传感器156，以检测辅助压力室96内的压力并将指示压力的信号传输到ECU 22。此外，制动系统10还可包括与管道34流体连通的压力传感器158，用于传输指示柱塞组件18的输出处的压力的信号。

如图2示意性所示，柱塞组件18包括壳体，该壳体中形成有多级孔200。孔200包括第一部分202和第二部分204。活塞206可滑动地设置在孔200内。活塞206包括连接到较小直径的中心部分210的扩大端部208。活塞206具有第二端211，该第二端211连接到整体用212表示的滚珠螺杆机构。滚珠螺杆机构212设置成在壳体的孔200内在向前方向(如图1和图2所示向左)和向后方向(如图1和图2所示向右)上沿着由孔200限定的轴线施加活塞206的平移或线性运动。在所示实施例中，滚珠螺杆机构212包括可旋转地驱动螺杆轴216的电动机214。活塞206的第二端211包括螺纹孔220并用作滚珠螺杆机构212的从动螺母。滚珠螺杆机构212包括多个滚珠222，所述多个滚珠222保持在形成于螺杆轴216和活塞206的螺纹孔220中的螺旋滚道223内，以减小摩擦。尽管参照柱塞组件18示出并描述了滚珠螺杆机构212，但是应该理解，可以使用其他合适的机械线性致动器来实现活塞206的运动。还应该理解，尽管活塞206作为滚珠螺杆机构212的螺母，但是活塞206可以构造成用作滚珠螺杆机构212的螺杆轴。当然，在这种情况下，螺杆轴216将被构造成用作具有形成在其中的内部螺旋滚道的螺母。活塞206可包括与形成在柱塞组件18的壳体中的配合结构接合的结构(未示出)，以在螺杆轴216围绕活塞206旋转时防止活塞206旋转。例如，活塞206可包括向外延伸的花键或突片(未示出)，所述花键或突片设置在形成于柱塞组件18的壳体中的纵向延伸的槽(未示出)内，使得当活塞206在孔200中行进时，突片在槽内沿槽滑动。

如下文将讨论的那样，柱塞组件18优选地构造成在活塞206沿向前和向后方向移动时向管道34提供压力。柱塞组件18包括安装在活塞206的扩大端部208上的密封件230。当活塞206在孔200内移动时，密封件230与孔200的第一部分202的内圆柱表面可滑动地接合。密封件234和密封件236安装在形成于孔200的第二部分204中的槽中。密封件234和236活塞206的中心部分210的外圆柱表面可滑动地接合。第一压力室240通常由孔200的第一部分202、活塞206的扩大端部部分208、和密封件230限定。通常位于活塞206的扩大端部208后面的环形第二压力室242一般由孔200的第一部分202和第二部分204、密封件230和234、以及活塞206的中心部分210限定。密封件230、234和236可以具有任何合适的密封结构。

尽管在一个实施例中柱塞组件18可以构造成任何合适的尺寸和布置，但是第一压力室240的有效液压面积大于环形第二压力室242的有效液压面积。第一压力室240通常具有与活塞206的中心部分210的直径(密封件234的内径)相对应的有效液压面积，这是因为当活塞206沿向前方向前进时，流体转向通过管道254、34和243。第二压力室242通常具有对应于孔200的第一部分202的直径减去活塞206的中心部分210的直径所得的有效液压面积。这种构造提供了在活塞206向后移动的后行程中，电动机214需要较小的扭矩(或功率)来保持与其向前行程中相同的压力。除了使用较少的动力之外，电动机214还可以在活塞206的向后行程期间产生较少的热量。在驾驶员长时间踩压踏板70的情况下，可以操作柱塞组件18来施加活塞206的向后行程，以防止电动机214过热。

柱塞组件18优选地包括示意性地示为218的传感器，用于检测活塞206在孔200内的位置。传感器218与ECU 22连通。在一个实施例中，传感器218可以检测活塞206的位置，或者可选地，检测嵌入活塞206的金属或磁性元件的位置。在替代实施例中，传感器218可以检测电动机214和/或滚珠螺杆机构212的其他部分的旋转位置，该旋转位置表示活塞206的位置。传感器218可位于任何所需位置。

柱塞组件18的活塞206包括形成在其中的通道244。通道244限定了第一端口246，该第一端口246延伸穿过活塞206的外圆柱形壁并且与辅助室242流体连通。通道244还限定了延伸穿过活塞206的外圆柱形壁的第二端口248并且与位于密封件234和236之间的孔200的一部分流体连通。第二端口248与管道249流体连通，该管道249与储存器20(T3)流体连通。当处于休止位置时，如图2所示，压力室240和242通过管道249与储存器20流体连通。这有助于确保柱塞组件18的输出处以及压力室240和242自身内的压力被适当释放。在活塞206从其休止位置开始向前移动之后，端口248将移动经过唇形密封件234，从而关闭压力室240和242与储存器20之间的流体连通，由此允许压力室240和242在活塞206进一步移动时积聚压力。

返回参照图1，制动系统10还包括第一柱塞阀250和第二柱塞阀252。第一柱塞阀250优选地是电磁致动的常闭阀。因此，在非通电状态下，第一柱塞阀250处于关闭位置，如图1所示。第二柱塞阀252优选地是电磁致动的常开阀。因此，在非通电状态下，第二柱塞阀252处于打开位置，如图1所示。止回阀可以布置在第二柱塞阀252内，使得当第二柱塞阀252处于其关闭位置时，流体仍然可以在从第一输出管道254(从柱塞组件18的第一压力室240)至通往隔离阀30和32的管道34的方向上流过第二柱塞阀252。注意的是，在柱塞组件18的活塞206的向后行程期间，可以在第二压力室242中产生压力，以为了输出到管道34中。

通常，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252被控制成允许流体在柱塞组件18的输出部处流动，并且当需要时允许通过柱塞组件18将流体排出到储存器20(T3)。例如，第一柱塞阀250可以在正常制动事件期间被通电激励到其打开位置，使得第一柱塞阀250和第二柱塞阀252都打开(这可以降低操作期间的噪音)。优选地，当发动机正在运行时，第一柱塞阀250几乎总是在点火循环期间被通电激励。当然，第一柱塞阀250可以有意地移动到其关闭位置，例如在产生柱塞组件18的向后行程的压力期间。当柱塞组件18的活塞206在其向前行程中操作时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252优选地处于其打开位置，以使流动最大化。当驾驶员释放制动踏板70时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252优选地保持处于其打开位置。注意的是，取决于柱塞组件18的活塞206的行进方向，流体可以流过关闭的第二柱塞阀252内的止回阀，以及通过止回阀258从储存器20流出。

理想的是将第一柱塞阀250构造成当处于其打开位置时具有穿过其中的相对较大的孔口。第一柱塞组件250的相对较大的孔口有助于提供穿过其中的容易流动的路径。与第一柱塞阀250相比，第二柱塞阀252可以在其打开位置中设置有小得多的孔口。这样做的原因是为了帮助防止柱塞组件18的活塞206在因流体通过第一输出管道254冲入柱塞组件18的第一压力室240中而发生故障时被快速地向后驱动，由此防止对柱塞组件18造成损坏。由于流体在流过相对较小的孔口时受到限制，因此因一些能量转化为热量会发生耗散。因此，孔口应该具有足够小的尺寸，以便有助于防止在制动系统10发生故障时(例如，当电动机214失去电力以及管道34内的压力相对较高时)柱塞组件18的活塞206突然发生灾难性的向后驱动。如图2所示，柱塞组件18可包括可选的弹簧构件，例如弹簧垫圈277，以帮助缓冲活塞206的这种快速向后驱动。弹簧垫圈277还可以帮助缓冲活塞206在它接近孔200内其最大幅缩回的缩回位置附近的休止位置时以任何这样的速度移动。如图2中示意性地示出的那样，弹簧垫圈277位于扩大端部208和形成在孔200内并位于第一部分202和第二部分204之间的肩部279之间。弹簧垫圈277可以具有任何合适的构造，该构造在活塞206向后移动而与活塞206接触时偏转或压缩。例如，弹簧垫圈277可以是锥形的金属弹簧垫圈的形式。替代地，弹簧垫圈277可以是波形弹簧的形式。尽管弹簧垫圈277示出为安装在柱塞组件18的孔200内，但是弹簧垫圈277可替代地安装在活塞206上，使得弹簧垫圈277与活塞206一起移动。在这种构造中，弹簧垫圈277将与肩部279接合并在活塞206充分向右移动时压缩。

在正常制动操作期间，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252在柱塞组件18的压力室240和242之间提供开放的平行路径。尽管单条开放路径可能是足够的，但是具有第一柱塞阀250和第二柱塞阀252的优点在于第一柱塞阀250可以提供通过其相对大的孔口的容易流动的路径，而第二柱塞阀252在某些失效情况期间(当第一柱塞阀250断电至其关闭位置时)可以提供受限制的孔口路径。

在典型或正常制动操作期间，制动踏板70被车辆驾驶员下压。在制动系统10的优选实施例中，制动踏板单元14包括一个或多个行程传感器270(用于冗余)，以为了产生传输到ECU 22的信号，该信号表示制动踏板单元14的输入活塞82的行程长度。

在正常制动操作期间，柱塞组件18被操作成向管道34提供压力，用于致动车轮制动器12a、12b、12c和12d。在某些驾驶条件下，ECU22与动力系控制模块(未示出)和车辆的其他附加制动控制器通信，以在高级制动控制机制(例如：防抱死制动(AB)、牵引力控制(TC)、车辆稳定性控制(VSC)、和再生制动混合)期间提供协调制动。在正常制动应用期间，来自制动踏板单元14的加压流体的流动(通过下压制动踏板70而产生)被转移到踏板模拟器16中。模拟器阀116被致动，以使流体通过模拟器阀116从输入室92转移。注意的是，模拟器阀116在图1中示出为其通电激励状态。因此，模拟器阀116是常闭电磁阀。还要注意，一旦输入活塞82中的通道106移动经过密封件104，就会关闭从输入室92到储存器20的流体流动。

在正常制动事件的持续期间，模拟器阀116优选地保持打开。同样在正常制动操作期间，隔离阀30和32被通电激励到辅助位置，以防止流体分别从管道36和38流过隔离阀30和32。优选地，隔离阀30和32在点火循环(例如当发动机运行时)的整个持续时间内被一直通电激励而不是被断断续续地通电激励，以帮助最小化噪声。注意的是，活塞84辅助活塞86分别由于它们的通道136和144被分别定位在唇形密封件132和140之外而未与储存器20流体连通。通过防止流体流过隔离阀30和32，液压地锁定制动踏板单元14的主室94和辅助室96，从而防止主活塞84和辅助活塞86进一步运动。

通常希望在正常制动模式期间保持隔离阀30和32被通电激励，以确保通过柱塞组件18将流体排放到储存器20，例如在驾驶员释放制动踏板70期间。如图1中最佳所示，形成在柱塞组件18的活塞206中的通道244允许这种排放。

在正常制动操作期间，当踏板模拟器16通过下压制动踏板70而被致动时，柱塞组件18可由ECU 22致动，以提供车轮制动器12a、12b、12c和12d的致动。与通过驾驶员下压制动踏板70而由制动踏板单元14产生的压力相比，操作柱塞组件18以向车轮制动器12a、12b、12c和12d提供所需的压力水平。电子控制单元22致动电动机214使螺杆轴216沿第一旋转方向旋转。螺杆轴216沿第一旋转方向的旋转使活塞206沿向前方向前进(如图1和图2所示向左)。活塞206的运动导致第一压力室240中的压力增加，并且流体流出第一压力室240进入管道254中。流体可以通过打开的第一柱塞阀250和第二柱塞252流入管道34中。注意的是，当活塞206沿向前方向前进时，允许流体通过管道243流入第二压力室242中。来自管道34的加压流体通过隔离阀320和322被引导到管道40和42中。来自管道40和42的加压流体可通过打开的作功阀50、54、58和62被引导到车轮制动器12a、12b、12c和12d，而同时泄放阀52、56、60和64保持关闭。当驾驶员抬起或释放制动踏板70时，ECU 22可以操作电动机214，以使螺杆轴216沿第二旋转方向旋转，从而使活塞206缩回以从车轮制动器12a、12b、12c和12d中抽出流体。活塞206缩回的速度和距离基于传感器218感测到驾驶员释放制动踏板70的要求。在一定条件下，来自车轮制动器12a、12b、12c和12d的加压流体可以帮助向后驱动滚珠螺杆机构212，从而使活塞206朝向其休止位置移回。

在一些情况下，柱塞组件18的活塞206可以在壳体的孔200内达到其全行程长度，并且仍然希望将额外的增压压力传递到车轮制动器12a、12b、12c和12d。柱塞组件18是双作用柱塞组件，使得其构造成当活塞206向后(向右)或沿相反方向行程时向管道34提供增压压力。这优于传统柱塞组件之处在于：传统柱塞组件首先要求其活塞返回其静止或缩回位置，然后再次推进活塞以在单个压力室内产生压力。如果活塞206例如已达到其全行程并且仍然需要额外的增压压力，则第二柱塞阀252被通电激励至其关闭的止回阀位置。第一柱塞阀250被断电以使其处于关闭位置。电子控制单元22沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向致动电动机214，以使螺杆轴216沿第二旋转方向旋转。螺杆轴216沿第二旋转方向的旋转使活塞206沿向后方向缩回或移动(如图1和图2所示向右)。活塞206的运动导致第二压力室242中的压力增加，并且导致流体流出第二压力室242并进入管道243和管道34中。来自管道34的加压流体被通过隔离阀30和32引导到管道40和42中。来自管道40和42的加压流体可以通过打开的作功阀50、54、58和62被引导到车轮制动器12a、12b、12c和12d，同时泄放阀52、56、60和64保持关闭。以与活塞206的向前行程期间类似的方式，ECU 22还可以选择性地致动作功阀50、54、58和62以及泄放阀52、56、60和64，以分别向车轮制动器12a、12b、12c和12d提供期望的压力水平。当在柱塞组件18的加压向后行程期间驾驶员抬起或释放制动踏板70时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252优选地操作到其打开位置，尽管打开阀250和252中的仅仅一个一般来说也是足够的。注意的是，当从滑移控制事件转换时，理想的情况是使活塞206的位置和柱塞组件18内的位移体积与车轮制动器12a、12b、12c和12d内的给定压力和流体体积精确相关。然而，当相关性不精确时，流体可以通过止回阀258从储存器20抽出到柱塞组件18的室240中。

在制动事件期间，ECU 22可选择性地致动作功阀50、54、58和62以及泄放阀52、56、60和64，以分别向车轮制动器提供所需的压力水平。ECU 22还可以通过柱塞组件18结合作功阀和泄放阀的一般操作在ABS、DRP、TC、VSC、再生制动和自动制动事件期间控制制动系统10。即使车辆的驾驶员没有踩下制动踏板70，ECU 22也可以操作柱塞组件18以提供引导到车轮制动器的加压流体源，例如在自动车辆制动事件期间。

在部分制动系统10失去电力的情况下，制动系统10提供手动推动或手动施加，使得制动踏板单元14可以向管道36和38供应相对高压的流体。在电气故障期间，柱塞组件18的电动机214可能停止操作，因此不能从柱塞组件18产生加压的液压制动流体。隔离阀30和32将穿梭(或保持)在它们的位置，以允许流体从管道36和38流到车轮制动器12a、12b、12c和12d。模拟器阀116穿梭到其关闭位置以防止流体从输入室92流出到踏板模拟器16。在手动推进应用期间，输入活塞82、主活塞84和辅助活塞86将向左前进，使得通道106、136、144分别移动通过密封件102、132和140，以防止流体从它们各自的流体室92、94和96流到储存器20，从而对室92、94和96加压。流体分别从室94和96流入管道38和36中，以致动车轮制动器12a、12b、12c和12d。

如上所述，制动系统10可包括自动制动能力，例如自适应巡航控制(ACC)。在ACC事件期间，各种传感器和系统监测车辆前方的交通状况并且根据需要自动致动制动系统10以使车辆减速。在自动制动事件期间，ECU 22可以结合作功阀和泄放阀来控制柱塞组件18的一般操作。即使车辆的驾驶员没有下压制动踏板70，ECU 22也能够操作柱塞组件18以提供引导到车轮制动器的加压流体源。

然而，对于现代传统制动系统，当驾驶员通过施加制动踏板取消诸如ACC的自动制动时会发生固有的和不可改变的物理行为。在这种情况下，踏板感觉和车辆反应感受中的一些可能被视为对驾驶员的警报，而其他可能被认为是有益的。然而，对于制动系统10，这种情况是不同的，原因在于驾驶员的脚通过制动踏板70与踏板模拟器16接合而不是直接“连接”到车轮制动器12a、12b、12c和12d的卡钳。优选的是将自动制动压力平滑地“切换”到驾驶员要求的压力，以实现自然感觉的车辆响应，并且优选地没有任何减速损失。本文使用的术语“切换”指的是当制动系统10的ECU 22从自动制动模式变为基于驾驶员的制动压力转换时的时刻或过渡期，在所述基于驾驶员的制动压力转换中，驾驶员在自动制动模式期间下压制动踏板70。为简单起见，下文描述将使用ACC事件来描述切换过渡。当然，应该理解，转换控制可以在任何类型的自动制动事件中使用，该事件干预驾驶员制动。

在现代传统制动系统中，当驾驶员应用制动踏板时，ACC系统取消其自动制动命令。然而，已经被自动输送到车轮制动器的卡钳的流体现在被捕获，直到驾驶员再次释放制动踏板为止。在这种情况下，当主缸密封件返回经过踏板行程顶部附近的储存器端口时，流体逸出。这种捕获流体的现象可能导致积极反应属性和消极反应属性。一个优点可能是由驾驶员下压制动踏板引起的制动导致车辆减速度的立即增加。这被认为是有益的，原因在于驾驶员可能已经感觉到自动制动不充分并且期望更多的止动动力。由于驾驶员的脚经由制动踏板“连接”到车轮制动器，因此在作用于驾驶员脚的踏板力中感受到与被捕获的流体量相关的系统压力。因此，踏板力与车辆减速关系大致与典型的驾驶员制动情况(主缸弹簧压缩差)一致。然而，一个缺点可能是驾驶员在制动行程的顶部或开始时被“结实的踏板感觉”所警告。这是因为被捕获的流体有效地将踏板力与行程曲线偏移到车轮制动器的卡钳的较硬区域，使得驾驶员感觉到踏板行程顶部的典型“x”压力阻力而不是正常制动的较软零压力进入点。在感觉到这个结实的踏板之后，如果驾驶员减轻制动压力并释放被捕获的流体，那么当流体逃回到流体储存器时会存在很大的减速度下降。即使感觉实际上刚刚恢复到“正常制动”行为，但是在这种快速损失减速度后的后续短期制动施加在结实踏板体验后似乎也会显得让人担忧地软。

然而，制动系统10的固有构造和操作可以消除上文讨论的这些缺点。在制动系统10中，驾驶员的脚没有“连接到”车轮制动器12a、12b、12c或12d的卡钳压力，而是由于包括了踏板模拟器16而实际上与车轮制动器脱离。因此，有机会消除现代传统制动系统的一些明显的缺点。显然，在选择自动制动与驾驶员制动之间的切换策略时，理想的是考虑多种属性，以避免其他负面后果。

图3和3A是制动事件的各种特征的图形表示，其中，驾驶员制动请求小于来自自动制动事件的制动，从而导致令人不安的减速损失。此图形表示不包括切换策略，而是默认响应的示例。在该示例中，如图所示，驾驶员通过在大约9.0秒标记处踩下制动踏板来取消自动制动。应注意，车辆减速度减小是对传统现代制动系统的相反响应。雷达相消渐变速率(图3和3A所示的“ACC减速命令”)指示这种感觉。

为了避免驾驶员经历这种令人不安的减速度损失，优选采用切换策略来控制车轮制动器处的制动压力。理想地，切换策略应该调节制动系统10，使得驾驶员在切换期间的任何时间都不会感觉到减速度的损失。另外，应该几乎总是传送自动制动压力请求和驾驶员制动压力请求中较高的一个。同样地，当驾驶员释放制动踏板时，也应该以平滑的方式释放压力，使得驾驶员不会感觉到突然的车辆响应或任何意外的减速。

优选地，合适的切换策略在驾驶员踩下制动踏板取消ACC制动压力之后保持系统中最后的ACC制动压力。在驾驶员制动压力小于ACC制动压力的事件期间(尽管一旦踩下制动踏板就取消ACC)，保持车辆制动系统中已经存在的压力，从而保持车辆减速。如果驾驶员需要更多的减速度，则驾驶员很可能会更努力地踩下压踏板，使得驾驶员制动压力超过当前的制动系统压力。在这种情况下，希望控制制动系统，使得系统压力遵循驾驶员压力请求。根据该控制策略，驾驶员将通过操纵制动踏板完全控制制动压力。该情景表示为图4和图4A中的示例，其中驾驶员在ACC制动事件期间请求更多减速。

参见图4和4A，驾驶员在大约24.2秒处踩下踏板，以请求压力，如图所示。注意的是，ACC压力请求(图4和4A中的自动制动压力曲线)几乎立即下降到零巴，此时驾驶员制动压力相对较低。然而，来自受控车辆制动系统的系统压力保持为相对较高。应注意，在从大约24.2秒到大约24.7秒的过渡期间没有减速损失。如图4和4A所示，当驾驶员制动压力最终超过系统压力时，它成为新的系统压力。换句话说，一旦驾驶员制动压力超过系统压力，则控制车辆制动系统以保持驾驶员踩下制动踏板所需的制动。

另一种情况如图5和5A所示，其中，通过踩下制动踏板由驾驶员取消ACC，并且其中，在取消ACC之后驾驶员制动压力不超过系统压力。这种情况有时被称为“点击取消”。最后已知的ACC制动压力保持为系统压力，直到驾驶员通过制动踏板开始释放压力为止。如图5和5A所示，ACC在大约32.45秒时被取消，并且压力要求降至零巴，但系统压力保持相对较高。请注意，驾驶员制动压力从未超过系统压力。当驾驶员制动压力在约33.40秒处开始释放时(由驾驶员抬起踏板)，系统压力大体遵循相同的曲线。尽管在此期间“正常”的制动踏板位置(力)与车辆减速度的感觉已经发生了变化，但它仍然比现代传统制动系统更自然。由于在ACC制动压力之上没有增加额外的压力，因此不会产生不必要的减速。另一个好处是驾驶员不会遇到“结实的踏板”。

现在将参照图6至图9描述压力释放的各种控制策略。在一些情况下，系统压力与驾驶员请求的压力不同，因此，压力可能不再遵循制动踏板行程与压力请求关系。例如，在驾驶员制动压力通常总是低于ACC制动压力的情况下，这可能是理想的。即使通过驾驶员完全抬起制动踏板而完全释放制动踏板，系统中仍可能存在待释放的压力。理想地，控制策略将包括以快速且平稳的方式释放制动压力的综合方式。

在压力释放的第一策略或控制方法中，以与驾驶员制动压力相同的速率控制释放的系统压力，然后在制动施加结束时释放所有剩余的压力。在图6中示出该第一控制方法。然而，该方法的一个缺点是在事件结束时相对快速的压力释放导致相对剧烈的车辆响应。这种剧烈车辆响应可能会使车辆驾驶员感到不安

在第二种方法中，系统压力以与驾驶员制动压力相同的速率释放，并且即使在驾驶员制动压力为零之后系统压力也保持以相同的速率释放，直到系统压力被完全释放为止。该第二控制方法在图7中示出。车辆减速可能不像上述第一种方法那样令人不安，但是由于压力释放延迟，驾驶员可能感觉到不期望的减速。

在第三种方法中，只要驾驶员开始从制动踏板抬起脚，系统压力便降低到与驾驶员制动压力相同的水平。然后，系统压力遵循驾驶员制动压力。该第三种方法在图8中表示。平顺性类似于上述第一种方法。

在第四种方法中，系统压力以比驾驶员制动压力更快的速率释放，使得系统压力在驾驶员制动压力达到零巴的大约同时达到零巴。该第四种方法如图9所示。实验大体上表明该方法为车辆驾驶员提供了所需的平滑性和自然感。为了获得该释放率，大约在驾驶员制动压力开始下降的时刻，计算在系统压力和驾驶员制动压力之间的比率。在该压力释放控制方法或过程中，该比率用作驾驶员制动的增益。更具体地说：比率＝系统制动压力/驾驶员制动压力。在该控制方法中，该比率优选保持为固定值。因此，新的系统压力变为：系统制动压力＝驾驶员制动压力*比率。

注意的是，在其中驾驶员制动压力超过ACC压力并且接管的其他情况下，在压力释放期间不存在复杂性。系统压力简单地遵循制动踏板行程对压力的曲线。

关于制动系统10的各种阀，本文(包括权利要求)使用的术语“操作”或“进行操作”(或“致动”、“移动”、“定位”)可能不一定是指通电激励阀的螺线管，而是指允许阀处于所需位置或阀状态或者将阀置于所需位置或阀状态。例如，通过简单地允许阀保持在非通电激励的常开状态，可以将电磁致动的常开阀操作到打开位置。将常开阀操作成处于关闭位置可以包括通电激励螺线管以移动阀的内部结构，以阻止或防止流体从中流过。因此，术语“操作”不应被解释为使得阀移动到不同的位置的含义，也不应该意味着始终通电激励阀的相关螺线管。

已经在其优选实施例中解释和说明了本发明的原理和操作模式。然而，必须理解的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以不同于具体解释和说明的方式来实施本发明。

Claims (7)

1.一种控制制动系统的车轮制动器处的流体压力的方法，所述方法包括：

(a)提供在自动制动事件期间能够将流体压力输送至车轮制动器的制动系统，其中，所述制动系统包括制动踏板和传感器，所述传感器用于在向所述制动踏板施加力时感测驾驶员的制动意图；

(b)在自动制动事件期间以预定压力控制所述车轮制动器处的流体压力，其中，所述传感器检测到不存在所述制动踏板的下压；

(c)当所述传感器检测到所述制动踏板的下压时，取消所述自动制动事件；

(d)在步骤(c)之后，当驾驶员要求的压力小于所述预定压力时，在所述传感器感测到所述制动踏板被下压之后，所述制动系统进入切换程序，以维持所述车轮制动器处的所述预定压力；和

(e)在步骤(d)之后，当所述传感器通过检测所述制动踏板的释放运动而检测到所述驾驶员向所述车轮制动器释放压力的意图时，所述切换程序释放所述车轮制动器处的压力，其中，与所述传感器感测到的驾驶员预期制动压力相比，以更快的速率释放由所述制动系统产生的压力，使得所述制动系统产生的所述压力在所述驾驶员预期制动压力达到零巴的同时达到零巴。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)之后，如果所述传感器检测到驾驶员要求的压力大于所述预定压力，则取消步骤(d)并增大所述车轮制动器处的压力。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述驾驶员预期制动压力开始减小的时刻附近，计算由所述制动系统产生的压力与驾驶员制动压力之间的比率，使得所述比率用作所述驾驶员预期制动压力的增益。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述比率为：

比率＝系统制动压力/驾驶员制动压力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述比率在所述切换程序中保持为固定值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制动系统包括柱塞组件，所述柱塞组件具有其中限定有孔的壳体，其中，所述柱塞组件包括能够滑移地设置在所述孔中的活塞，用于在所述活塞沿第一方向移动时对压力室内的流体加压，并且其中，所述柱塞组件还包括电操作的线性致动器，用于使所述活塞在所述孔内移动。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述制动系统包括：

制动踏板单元，所述制动踏板单元包括其中限定有孔的壳体，其中，所述制动踏板单元还包括主活塞(84)，所述主活塞能够滑移地设置在所述制动踏板单元中，使得所述主活塞的运动对主室(94)加压，并且其中，所述制动踏板单元还包括辅助活塞(86)，所述辅助活塞能够滑移地设置在所述制动踏板单元中，使得所述辅助活塞的运动对辅助室(96)加压；

柱塞组件，所述柱塞组件包括其中限定有孔的壳体，其中，所述柱塞组件包括活塞，所述活塞能够滑移地设置在所述柱塞组件中，使得当所述活塞沿第一方向移动时，所述活塞的运动为压力室加压，并且其中，所述柱塞组件的所述压力室与输出部流体连通，并且其中，所述柱塞组件还包括电操作的线性致动器，用于使所述活塞在所述柱塞组件的壳体的孔内移动；

第一作功阀(50)，所述第一作功阀用于选择性地允许流体流到第一车轮制动器(12a)；

第三作功阀(58)，所述第三作功阀用于选择性地允许流体流到第三车轮制动器(12c)；

第一隔离阀(30)，所述第一隔离阀能够在允许所述柱塞组件的所述输出部和所述第一作功阀(50)之间流体连通的第一位置和允许所述制动踏板单元的辅助室(96)与所述第一作功阀(50)之间流体连通的第二位置之间移动；

第二隔离阀(32)，所述第二隔离阀能够在允许所述柱塞组件的所述输出部和所述第三作功阀(58)之间流体连通的第一位置和允许所述制动踏板单元的主室(94)与所述第三作功阀(58)之间流体连通的第二位置之间移动。